專利名稱：一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及制冷技術領域，尤其涉及一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統。
背景技術：
低溫甲醇洗是一種氣體凈化工藝。該工藝以冷甲醇為吸收溶劑，利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度極大的優良特性，脫除原料氣中的酸性氣體。由于吸收、解吸及換熱過程的不可逆性，以及泵在輸送過程中會產生一定的溫升，因此，低溫甲醇洗需要外供冷量。圖1是原有低溫甲醇洗的工藝流程圖。圖1中:T3001-甲醇洗滌塔；T3002-C02解析塔；T3003_H2S濃縮塔；T3004-甲醇熱再生塔；Τ3005-甲醇水/分離塔；C3001-循環氣壓縮機；V3001-水分離器；V3002_1#循環氣閃蒸罐；V3003_2#循環氣閃蒸罐；V3004-甲醇收集罐；V3005-酸性氣分離器；V3006-回流液罐；V3007-甲醇閃蒸罐；V3008-甲醇/水分離塔進料分離器；1-變換氣；2_循環氣；4_凈化氣；5_二氧化碳；6-尾氣；13_閃蒸氣；14_克勞斯加氫尾氣；15_低壓氮氣；16_酸性氣/甲醇；17_富硫蒸汽；18_酸性氣；22_甲醇蒸汽；23_貧甲醇液；24_貧甲醇流股；25_甲醇富液；26_包含全部硫的甲醇液；27_甲醇/水；30_0)2吸收段的中部回流液；31_精洗段洗滌液；32_含CO2不含硫的甲醇液；33_含硫和CO2甲醇液；34-富甲醇液；35_液體部分；36-H2S濃縮塔上部的回流液；37_C02解析塔上部的回流液；38-甲醇溶液；39-C02解析塔底部的甲醇液；40_冷凝液；41-H2S濃縮塔底部甲醇液；42_甲醇冷凝液；43_再生甲醇；45_冷卻后的貧甲醇；49_廢水；51_洗滌水；
`[0007]E3001-原料氣換熱器；E3002-壓縮機水冷器；E3003_1#甲醇激冷器；E3004_2#甲醇激冷器；E3005-3#甲醇激冷器；E3006-循環甲醇冷卻器；E3007-甲醇換熱器；E3008_3#貧甲醇冷卻器；E3009-2#貧甲醇冷卻器；E3010-1#貧甲醇冷卻器；E3011-再生塔再沸器；E3012-酸性氣水冷器；E3013-酸性氣激冷器；E3014_H2S餾分換熱器；E3015-甲醇/水分離塔再沸器；E3016-甲醇水/分離塔進料加熱器；E3017-甲醇冷卻器；E3018_甲醇水冷器；E3019-水換熱器。目前，低溫甲醇洗配套的冷凍站制冷方法主要有丙烯壓縮制冷、氨壓縮制冷、氨吸收制冷、氨壓縮吸收混合制冷等。如果是用于生產合成氨，建議選用氨作制冷劑，否則推薦用丙烯作制冷劑。丙烯的制冷溫度可以達到_40°C，是常壓下氨所不能達到的。另外，丙烯的壓縮機進口為正壓，壓縮機的設計也較方便。現有的低溫甲醇洗配套丙烯冷凍站的工藝設計難以循環連續的向低溫甲醇洗提供冷量，壓縮機的負荷量高，丙烯水冷器的負荷量也較高，丙烯消耗量大。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種新的與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統，即采用丙烯液體氣化時吸熱效應實現制冷，為低溫甲醇洗提供足夠的冷量。丙烯液體在蒸發器系統內氣化提供冷量，為了使蒸發過程不斷進行，需要不斷從蒸發器系統中抽出蒸汽，再不斷的將液體補充進去。要使蒸汽在常溫下冷凝，則需要將蒸汽壓力提高到常溫下的飽和壓力，這就實現了制冷工質在低溫低壓下蒸發，產生制冷效應并在高溫高壓下冷凝，向外放出熱量。液體氣化制冷由氣化、升壓、冷凝、降壓四個過程組成，丙烯壓縮制冷循環連續的向低溫甲醇洗提供冷量。為達此目的，本實用新型采用以下技術方案:一種低溫甲醇洗配套丙烯冷凍站的工藝設計系統，所述系統包括依次連接的一級丙烯壓縮機、二級丙烯壓縮機、丙烯水冷器、丙烯過冷器、換熱器、分離器及蒸發器系統，所述分離器的底部通過蒸發器系統接入一級丙烯壓縮機，所述分離器頂部分離出的丙烯氣與一級丙烯壓縮機排出的丙烯氣一同進入二級丙烯壓縮機。在本實用新型中，所述分離器的底部通過蒸發器系統接入一級丙烯壓縮機，所述分離器的頂部與一級丙烯壓縮機一同進入二級丙烯壓縮機。來自蒸發器系統的丙烯蒸汽進入一級丙烯壓縮機加壓后，與來自分離器的氣相一同進入二級丙烯壓縮機加壓，壓縮后進入丙烯水冷器、丙烯過冷器，再進入換熱器降低氣相分率后進入分離器，分離出的液相進入蒸發器系統蒸發氣化。本實用新型所述的蒸發器系統是為低溫甲醇洗工藝提供冷量，分別為:吸收塔塔底氨冷器、吸收塔中部氨冷器、吸收塔中部回流液氨冷器、熱再生塔塔頂激冷器。本實用新型所述換熱器是與熱再生塔塔頂激冷器串聯的換熱器，原工藝中熱再生塔塔頂激冷器負荷為423KW，串聯本實用新型的換熱器后負荷變為177KW。本實用新型所述蒸發器系統的前后變化是熱再生塔塔頂激冷器負荷的變化。本實用新型相對于現有技術最大的區別在于增加了丙烯過冷器和換熱器。丙烯過冷器和換熱器的設計可以降低丙烯壓縮機及丙烯水冷器冷卻水的負荷量，同時使丙烯的消耗量減少。本實用新型所述丙烯過冷器的殼程入口與丙烯水冷器的殼程出口連通，所述丙烯過冷器的殼程出口與換熱器的殼程入口連通；所述丙烯過冷器的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從水分離器分離出的甲醇/水溶液。在丙烯過冷器中，來自丙烯水冷器的丙烯液體與低溫甲醇洗中進入甲醇洗滌塔之前的水分離器分離出的甲醇/水溶液進行換熱。本實用新型所述換熱器的殼程出口與分離器連通；所述換熱器的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從回流液罐分離出的富硫蒸汽。在換熱器中，丙烯液體與低溫甲醇洗中甲醇熱再生塔頂部的回流液罐分離出的富硫蒸汽進行換熱。本實用新型所述蒸發器系統的殼程入口與分離器的底部連通，所述蒸發器系統的殼程出口與一級丙烯壓縮機入口連通。所述蒸發器系統的殼程中通入低溫甲醇洗中甲醇洗滌塔的CO2吸收段流出液。在蒸發器系統中，來自分離器底部的液相(丙烯液體)與甲醇洗滌塔的CO2吸收段流出液(甲醇溶液)進行換熱，在換熱過程中，丙烯液體得到氣化，由于氣化時的吸熱效應，為CO2吸收段流出液(甲醇溶液)提供冷量，實現制冷。本實用新型所述丙烯過冷器與換熱器之間設有第一節流閥。本實用新型所述分離器的底部與蒸發器系統之間設 有第二節流閥。第一節流閥和第二節流閥的作用均在于使丙烯流股進一步降壓。[0023]本實用新型所述一級丙烯壓縮機和二級丙烯壓縮機采用2.5Mpa(G)、380°C的過熱蒸汽驅動汽輪機。與已有技術方案相比，本實用新型具有以下有益效果:本實用新型增加了丙烯過冷器和換熱器。丙烯過冷器和換熱器的設計可以降低丙烯壓縮機及丙烯水冷器冷卻水的負荷量，同時使丙烯的消耗量減少。丙烯過冷器的安裝是為了充分回收低溫甲醇洗的冷量。換熱器的安裝是為了提供不同的制冷級別，使得制冷循環更節能化。由于壓縮機采用2.5Mpa (G)、380°C的過熱蒸汽驅動汽輪機，所以降低壓縮機的負荷可顯著降低企業運行費用。以年產60萬噸甲醇配套冷凍站的生產裝置為例進行計算機模擬，本實用新型方案與原方案比較，通過新增的丙烯過冷器和換熱器可以實現丙烯壓縮機負荷降低8.26%，冷卻水負荷減少10.19%，丙烯消耗減少4.99%。
圖1是原有低溫甲醇洗的工藝流程圖；圖2是原丙烯壓縮制冷工藝流程圖；圖3是本實用新型丙烯壓縮制冷工藝流程圖。圖中:C1_ 一級丙烯壓縮機；C2_ 二級丙烯壓縮機；E1-丙烯水冷器；E2-蒸發器系統；NEW1-丙烯過冷器；NEW2-換熱器；S1-分離器；V1_第一節流閥；V2_第二節流閥。下面對本實用新型進一步詳細說明。但下述的實例僅僅是本實用新型的簡易例子，并不代表或限制本實用新 型的權利保護范圍，本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。
具體實施方式
為更好地說明本實用新型，便于理解本實用新型的技術方案，本實用新型的典型但非限制性的實施例如下:一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統，所述系統包括依次連接的一級丙烯壓縮機Cl、二級丙烯壓縮機C2、丙烯水冷器E1、丙烯過冷器NEW1、換熱器NEW2、分離器SI及蒸發器系統E2，所述分離器SI的底部通過蒸發器系統E2接入一級丙烯壓縮機Cl，所述分離器SI頂部分離出的丙烯氣與一級丙烯壓縮機Cl排出的丙烯氣一同進入二級丙烯壓縮機C2。所述丙烯過冷器NEWl的殼程入口與丙烯水冷器El的殼程出口連通，所述丙烯過冷器NEWl的殼程出口與換熱器NEW2的殼程入口連通；所述丙烯過冷器(NEWl)的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從水分離器分離出的甲醇/水溶液。所述換熱器NEW2的殼程出口與分離器SI連通；所述換熱器NEW2的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從回流液罐分離出的富硫蒸汽。所述蒸發器系統E2的殼程入口與分離器SI的底部連通，所述蒸發器系統E2的殼程出口與一級丙烯壓縮機Cl入口連通。所述丙烯過冷器NEWl與換熱器NEW2之間設有第一節流閥VI。所述分離器SI的底部與蒸發器系統E2之間設有第二節流閥V2。所述一級丙烯壓縮機Cl和二級丙烯壓縮機C2采用2.5Mpa(G)、380°C的過熱蒸汽驅動汽輪機。如圖2所示，原丙烯壓縮制冷工藝流程如下:來自蒸發器系統E2的氣態丙烯流股(_40°C，1.41bar，49850kg/h)進冷凍站界區，經一級丙烯壓縮機Cl加壓至4.86bar、26.55°C，再與分離器SI氣相(-5.68°C,4.86bar,22320kg/h)混合后進入二級丙烯壓縮機C2，壓縮至16.49bar、88.02°C，進入丙烯水冷器El0出丙烯水冷器El的流股溫度為40°C，之后進入第一節流閥VI，壓力降低到4.86bar。分離器Vl的液相流股，溫度為-5.680C，經過第二節流閥V2減壓后送去蒸發器系統E2蒸發氣化。如圖3所示，本實用新型丙烯壓縮制冷工藝流程如下:來自蒸發器系統E2的氣態丙烯流股(_40°C，1.41bar，47360kg/h)進冷凍站界區，經一級丙烯壓縮機Cl加壓至4.86bar、26.55°C，再與分離器SI氣相(-5.68°C,4.86bar,17000kg/h)混合 后進入二級丙烯壓縮機C2，壓縮至16.49bar、89.48°C，進入丙烯水冷器El0出丙烯水冷器El的流股溫度為40°C，之后進入丙烯過冷器NEW1。丙烯過冷器NEWl中，丙烯液體與低溫甲醇洗中進入甲醇洗滌塔之前的水分離器分離出的甲醇/水溶液進行換熱。出丙烯過冷器NEWl的流股溫度為38.58°C，然后進入第一節流閥VI，壓力降低到
4.86bar，再經過換熱器NEW2，流股的氣相分率由0.3092降低到0.2746。分離器SI的液相流股，溫度為-5.68°C，經過第二節流閥V2減壓后送去蒸發器系統E2蒸發。表I原丙烯壓縮制冷工藝與本實用新型工藝對比
權利要求1.一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統，其特征在于，所述系統包括依次連接的一級丙烯壓縮機(Cl)、二級丙烯壓縮機(C2)、丙烯水冷器(E1)、丙烯過冷器(NEW1)、換熱器(NEW2)、分離器(SI)及蒸發器系統(E2)，所述分離器(SI)的底部通過蒸發器系統(E2)接入一級丙烯壓縮機(Cl)，所述分離器(SI)頂部分離出的丙烯氣與一級丙烯壓縮機(Cl)排出的丙烯氣一同進入二級丙烯壓縮機(C2 )。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述丙烯過冷器(NEWl)的殼程入口與丙烯水冷器(El)的殼程出口連通，所述丙烯過冷器(NEWl)的殼程出口與換熱器(NEW2)的殼程入口連通；所述丙烯過冷器(NEWl) 的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從水分離器分離出的甲醇/水溶液。
3.如權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述換熱器(NEW2)的殼程出口與分離器(SI)連通；所述換熱器(NEW2)的管程中通入低溫甲醇洗工藝中從回流液罐分離出的富硫蒸汽。
4.如權利要求1或2所述的系統，其特征在于，所述蒸發器系統(E2)的殼程入口與分離器(SI)的底部連通，所述蒸發器系統(E2)的殼程出口與一級丙烯壓縮機(Cl)入口連通。
5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述丙烯過冷器(NEWl)與換熱器(NEW2)之間設有第一節流閥(VI)。
6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述分離器(SI)的底部與蒸發器系統(E2)之間設有第二節流閥(V2)。
7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述一級丙烯壓縮機(Cl)和二級丙烯壓縮機(C2)采用2.5Mpa (G)、380°C的過熱蒸汽驅動汽輪機。
專利摘要本實用新型涉及一種與低溫甲醇洗工藝配套的丙烯冷凍站系統。所述系統包括依次連接的一級丙烯壓縮機、二級丙烯壓縮機、丙烯水冷器、丙烯過冷器、換熱器、分離器及蒸發器系統，所述分離器的底部通過蒸發器系統接入一級丙烯壓縮機，所述分離器頂部分離出的丙烯氣與一級丙烯壓縮機排出的丙烯氣一同進入二級丙烯壓縮機。以年產60萬噸甲醇配套冷凍站的生產裝置為例進行計算機模擬，本實用新型方案與原方案比較，通過新增兩臺的丙烯過冷器和換熱器可以實現丙烯壓縮機負荷降低8.26%，冷卻水負荷減少10.16%，丙烯消耗減少4.8%。
文檔編號F25B40/02GK203148128SQ20132012375
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者李士雨, 郭欣, 李金來 申請人:新奧科技發展有限公司